#include "w25qxx.h"

void SPI2_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    SPI_HandleTypeDef SPI_InitStructure;

    SPI2_CLK_ENABLE;

    GPIO_InitStructure.Pin = SPI_SCK_PIN;                 // PB13~15复用功能输出
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;            // 复用功能
    GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP;                // 推挽输出
    GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; // 100MHz
    GPIO_InitStructure.Alternate = GPIO_AF5_SPI2;         // 复用功能为SPI2
    HAL_GPIO_Init(SPI_PORT, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_InitStructure.Pin = SPI_MISO_PIN;
    HAL_GPIO_Init(SPI_PORT, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_InitStructure.Pin = SPI_MOSI_PIN;
    HAL_GPIO_Init(SPI_PORT, &GPIO_InitStructure);

    SPI_InitStructure.Instance = SPI2;                                  //	使用SPI2
    SPI_InitStructure.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;                      //	主机模式
    SPI_InitStructure.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;            //	设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
    SPI_InitStructure.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;                //	8位数据宽度
    SPI_InitStructure.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_HIGH;             //	串行同步时钟的空闲状态为高电平
    SPI_InitStructure.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_2EDGE;                  //	串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样
    SPI_InitStructure.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;                          //	软件片选
    SPI_InitStructure.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_4; // 4分频
    SPI_InitStructure.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;                 //	高位在先
    SPI_InitStructure.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;                 //	禁止TI模式
    SPI_InitStructure.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_ENABLE;  //	CRC
    SPI_InitStructure.Init.CRCPolynomial = 7;                           // //CRC值计算的多项式
    HAL_SPI_Init(&SPI_InitStructure);                                   // 初始化SPI
    __HAL_SPI_ENABLE(&SPI_InitStructure);                               // 使能SPI
}

// SPI2 读写一个字节
// TxData:要写入的字节
// 返回值:读取到的字节
uint8_t SPI2_ReadWriteByte(uint8_t TxData)
{
    while (SPI2->SR & SPI_FLAG_TXE == RESET)
        ;              // 等待发送缓冲区清空
    SPI2->DR = TxData; // 发送数据
    while (SPI2->SR & SPI_FLAG_RXNE == RESET)
        ;            // 等待接收完一个byte
    delay_us(3);     // 等待数据
    return SPI2->DR; // 返回通过SPIx最近接收的数据
}

// 4Kbytes为一个Sector
// 16个扇区为1个Block
// W25Q128
// 容量为16M字节,共有128个Block,4096个Sector
uint16_t W25QXX_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    GPIO_CLK_ENABLE;
    GPIO_InitStructure.Pin = SPI_CS_PIN;             // PB12
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;   // 输出
    GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP;           // 推挽输出
    GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; // 100MHz
    HAL_GPIO_Init(SPI_PORT, &GPIO_InitStructure);    // 初始化

    W25QXX_CS_H; // SPI FLASH不选中
    SPI2_Init(); // 初始化SPI
    // SPI2_ReadWriteByte(0xff); // 启动传输
    return W25QXX_ReadID(); // 读取FLASH ID.
}

// 读取W25QXX的状态寄存器
// BIT7  6   5   4   3   2   1   0
// SPR   RV  TB BP2 BP1 BP0 WEL BUSY
// SPR:默认0,状态寄存器保护位,配合WP使用
// TB,BP2,BP1,BP0:FLASH区域写保护设置
// WEL:写使能锁定
// BUSY:忙标记位(1,忙;0,空闲)
// 默认:0x00
uint8_t W25QXX_ReadSR(void)
{
    uint8_t byte = 0;
    W25QXX_CS_L;                            // 使能器件
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_ReadStatusReg); // 发送读取状态寄存器命令
    byte = SPI2_ReadWriteByte(0Xff);        // 读取一个字节
    W25QXX_CS_H;                            // 取消片选
    return byte;
}

// 写W25QXX状态寄存器
// 只有SPR,TB,BP2,BP1,BP0(bit 7,5,4,3,2)可以写!!!
void W25QXX_Write_SR(uint8_t sr)
{
    W25QXX_CS_L;                             // 使能器件
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteStatusReg); // 发送写取状态寄存器命令
    SPI2_ReadWriteByte(sr);                  // 写入一个字节
    W25QXX_CS_H;                             // 取消片选
}
// W25QXX写使能
// 将WEL置位
void W25QXX_Write_Enable(void)
{
    W25QXX_CS_L;                          // 使能器件
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteEnable); // 发送写使能
    W25QXX_CS_H;                          // 取消片选
}
// W25QXX写禁止
// 将WEL清零
void W25QXX_Write_Disable(void)
{
    W25QXX_CS_L;                           // 使能器件
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_WriteDisable); // 发送写禁止指令
    W25QXX_CS_H;                           // 取消片选
}
// 读取芯片ID
// 返回值如下:
// 0XEF13,表示芯片型号为W25Q80
// 0XEF14,表示芯片型号为W25Q16
// 0XEF15,表示芯片型号为W25Q32
// 0XEF16,表示芯片型号为W25Q64
// 0XEF17,表示芯片型号为W25Q128
uint16_t W25QXX_ReadID(void)
{
    uint16_t Temp = 0;
    W25QXX_CS_L;
    SPI2_ReadWriteByte(0x90); // 发送读取ID命令
    SPI2_ReadWriteByte(0x00);
    SPI2_ReadWriteByte(0x00);
    SPI2_ReadWriteByte(0x00);
    Temp |= SPI2_ReadWriteByte(0xFF) << 8;
    Temp |= SPI2_ReadWriteByte(0xFF);
    W25QXX_CS_H;
    return Temp;
}
// 读取SPI FLASH
// 在指定地址开始读取指定长度的数据
// pBuffer:数据存储区
// ReadAddr:开始读取的地址(24bit)
// NumByteToRead:要读取的字节数(最大65535)
void W25QXX_Read(uint8_t *pBuffer, uint32_t ReadAddr, uint16_t NumByteToRead)
{
    uint16_t i;
    __disable_irq();
    W25QXX_CS_L;                                     // 使能器件
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_ReadData);               // 发送读取命令
    SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)((ReadAddr) >> 16)); // 发送24bit地址
    SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)((ReadAddr) >> 8));
    SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)ReadAddr);
    for (i = 0; i < NumByteToRead; i++)
    {
        pBuffer[i] = SPI2_ReadWriteByte(0XFF); // 循环读数
    }
    W25QXX_CS_H;
    __enable_irq();
}
// SPI在一页(0~65535)内写入少于256个字节的数据
// 在指定地址开始写入最大256字节的数据
// pBuffer:数据存储区
// WriteAddr:开始写入的地址(24bit)
// NumByteToWrite:要写入的字节数(最大256),该数不应该超过该页的剩余字节数!!!
void W25QXX_Write_Page(uint8_t *pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite)
{
    uint16_t i;
    W25QXX_Write_Enable();                            // SET WEL
    W25QXX_CS_L;                                      // 使能器件
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_PageProgram);             // 发送写页命令
    SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)((WriteAddr) >> 16)); // 发送24bit地址
    SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)((WriteAddr) >> 8));
    SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)WriteAddr);
    for (i = 0; i < NumByteToWrite; i++)
        SPI2_ReadWriteByte(pBuffer[i]); // 循环写数
    W25QXX_CS_H;                        // 取消片选
    W25QXX_Wait_Busy();                 // 等待写入结束
}
// 无检验写SPI FLASH
// 必须确保所写的地址范围内的数据全部为0XFF,否则在非0XFF处写入的数据将失败!
// 具有自动换页功能
// 在指定地址开始写入指定长度的数据,但是要确保地址不越界!
// pBuffer:数据存储区
// WriteAddr:开始写入的地址(24bit)
// NumByteToWrite:要写入的字节数(最大65535)
// CHECK OK
void W25QXX_Write_NoCheck(uint8_t *pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite)
{
    uint16_t pageremain;
    pageremain = 256 - WriteAddr % 256; // 单页剩余的字节数
    if (NumByteToWrite <= pageremain)
        pageremain = NumByteToWrite; // 不大于256个字节
    while (1)
    {
        W25QXX_Write_Page(pBuffer, WriteAddr, pageremain);
        if (NumByteToWrite == pageremain)
            break; // 写入结束了
        else       // NumByteToWrite>pageremain
        {
            pBuffer += pageremain;
            WriteAddr += pageremain;

            NumByteToWrite -= pageremain; // 减去已经写入了的字节数
            if (NumByteToWrite > 256)
                pageremain = 256; // 一次可以写入256个字节
            else
                pageremain = NumByteToWrite; // 不够256个字节了
        }
    };
}
// 写SPI FLASH
// 在指定地址开始写入指定长度的数据
// 该函数带擦除操作!
// *     在指定地址开始写入指定长度的数据 , 该函数带擦除操作!
// *              SPI FLASH 一般是: 256个字节为一个Page, 4Kbytes为一个Sector, 16个扇区为1个Block
// *              擦除的最小单位为Sector.
// pBuffer:数据存储区
// WriteAddr:开始写入的地址(24bit)
// NumByteToWrite:要写入的字节数(最大65535)
/* 如果定义了SRAMIN说明可以用内存管理 */
#ifndef SRAMIN
uint8_t W25QXX_BUFFER[4096]; /* 扇区缓存 */
#endif
void W25QXX_Write(uint8_t *pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite)
{
    uint32_t secpos;
    uint16_t secoff;
    uint16_t secremain;
    uint16_t i;
    uint8_t *W25QXX_BUF;
#ifdef SRAMIN
    W25QXX_BUF = mymalloc(SRAMIN, 4096); /* 申请内存 */
    if (W25QXX_BUF == NULL)
    {
        printf("malloc write fs buff err");
        return; /* 申请失败 */
    }
#else
    W25QXX_BUF = W25QXX_BUFFER; /* 直接指向全局数组 */
#endif
    __disable_irq();
    secpos = WriteAddr / 4096; // 扇区地址
    secoff = WriteAddr % 4096; // 在扇区内的偏移
    secremain = 4096 - secoff; // 扇区剩余空间大小
    if (NumByteToWrite <= secremain)
        secremain = NumByteToWrite; // 不大于4096个字节
    while (1)
    {
        W25QXX_Read(W25QXX_BUF, secpos * 4096, 4096); // 读出整个扇区的内容
        for (i = 0; i < secremain; i++)               // 校验数据
        {
            if (W25QXX_BUF[secoff + i] != 0XFF)
                break; // 需要擦除
        }
        if (i < secremain) // 需要擦除
        {
            W25QXX_Erase_Sector(secpos);    // 擦除这个扇区
            for (i = 0; i < secremain; i++) // 复制
            {
                W25QXX_BUF[i + secoff] = pBuffer[i];
            }
            W25QXX_Write_NoCheck(W25QXX_BUF, secpos * 4096, 4096); // 写入整个扇区
        }
        else
            W25QXX_Write_NoCheck(pBuffer, WriteAddr, secremain); // 写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间.
        if (NumByteToWrite == secremain)
            break; // 写入结束了
        else       // 写入未结束
        {
            secpos++;   // 扇区地址增1
            secoff = 0; // 偏移位置为0

            pBuffer += secremain;        // 指针偏移
            WriteAddr += secremain;      // 写地址偏移
            NumByteToWrite -= secremain; // 字节数递减
            if (NumByteToWrite > 4096)
                secremain = 4096; // 下一个扇区还是写不完
            else
                secremain = NumByteToWrite; // 下一个扇区可以写完了
        }
    };
#ifdef SRAMIN
    myfree(SRAMIN, W25QXX_BUF); /* 释放内存 */
#endif
    __enable_irq();
}
// 擦除整个芯片
// 等待时间超长...
void W25QXX_Erase_Chip(void)
{
    W25QXX_Write_Enable(); // SET WEL
    W25QXX_Wait_Busy();
    W25QXX_CS_L;                        // 使能器件
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_ChipErase); // 发送片擦除命令
    W25QXX_CS_H;                        // 取消片选
    W25QXX_Wait_Busy();                 // 等待芯片擦除结束
}
// 擦除一个扇区
// Dst_Addr:扇区地址 根据实际容量设置
// 擦除一个山区的最少时间:150ms
void W25QXX_Erase_Sector(uint32_t Dst_Addr)
{
    // 监视falsh擦除情况,测试用
    Dst_Addr *= 4096;
    W25QXX_Write_Enable(); // SET WEL
    W25QXX_Wait_Busy();
    W25QXX_CS_L;                                     // 使能器件
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_SectorErase);            // 发送扇区擦除指令
    SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)((Dst_Addr) >> 16)); // 发送24bit地址
    SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)((Dst_Addr) >> 8));
    SPI2_ReadWriteByte((uint8_t)Dst_Addr);
    W25QXX_CS_H;        // 取消片选
    W25QXX_Wait_Busy(); // 等待擦除完成
}
// 等待空闲
void W25QXX_Wait_Busy(void)
{
    while ((W25QXX_ReadSR() & 0x01) == 0x01)
        ; // 等待BUSY位清空
}
// 进入掉电模式
void W25QXX_PowerDown(void)
{
    W25QXX_CS_L;                        // 使能器件
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_PowerDown); // 发送掉电命令
    W25QXX_CS_H;                        // 取消片选
    delay_us(3);                        // 等待TPD
}
// 唤醒
void W25QXX_WAKEUP(void)
{
    W25QXX_CS_L;                               // 使能器件
    SPI2_ReadWriteByte(W25X_ReleasePowerDown); //  send W25X_PowerDown command 0xAB
    W25QXX_CS_H;                               // 取消片选
    delay_us(3);                               // 等待TRES1
}
